I2C網路通訊在分散式單晶片系統上的應用開發

Applying I2C Communication Protocol on the Development of Distributed Single-Chip System

邱顯堯(Hsien-Yao Chiu)

指導教授 ： 吳昌暉

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2004年)

摘要

由於單晶片控制器在其能力上的限制，無法替代一功能強大的控制器，所以本論文研製完成一套以I2C網路通訊為骨幹的分散式單晶片通訊系統，藉由網路的連接，可以把單晶片控制器整合起來，以分散式的多CPU架構來取代傳統式的集中式單CPU架構，以簡化系統軟體開發與維護的複雜度。
本系統的硬體部份為Microchip公司的PIC18F452單晶片微控制器為核心，針對不同的通訊環境與容錯需求，開發了一系列的I2C匯流排通訊元件，並設計了一套模擬斷線的測試模組，來檢驗每個通訊元件在斷線過程中能否發揮錯誤修正的作用，通訊元件程式係以C語言撰寫，可移植到任何的CPU。
本研究成果以應用於X-Y平台、六軸史都華平台 ( Stewart platform ) 以及無人載具航電系統。結果顯示應用I2C Bus網路所建構的分散式單晶片系統，具有系統設計模組化、開放式的架構、簡化配線、易於擴充等多重優點。

關鍵字

單晶片 ； 微控制器 ； I2C ； 通訊協定 ； 匯流排

並列摘要

Due to the limited ability of single-chip controller, it can not cover all the functionality provided by “Powerful controllers”, so we propose a single-chip system based on I2C network communication to integrate single-controller, and replace centralized communication architecture with multi-controllers distributed one.
The core of this chip is PIC18F452 produced by Microchip, we utilize this to develop a chain of communication components to fit any different requirements in single-chip communication and fault tolerance field. In addition, we build up a testing module applied on “broken line” simulation, it assists us to detect if any communication component can fix fault during “broken line”. This test module is implemented by C language, so it could be ported to different platforms without extra efforts.
This research has been carried out in X-Y platform, Stewart platform and auto pilot system. The experiments show that I2C network distributed single-chip system takes several benefits such as modulization, open architecture, simple layout, and scalable.

並列關鍵字

Chip ； Microcontroller ； I2C ； Protocol ； Bus

參考文獻

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